By kenna hughes-castleberry publicado el 14 de octubre de 2022
Puede obtener más información sobre la computación cuántica y las criptomonedas en el otoño IQT conferencia sobre computación cuántica y ciberseguridad.
Al desarrollar tecnología innovadora, siempre existe la realidad de que diferentes tipos de tecnologías se amenazan entre sí. Este parece ser el caso de la computación cuántica y Blockchain, ya que muchos algoritmos cuánticos están preparados para amenazar el sistema extra seguro de blockchain. De acuerdo a un estudio del 2022 by Deloitte, muy pocas criptomonedas actuales, o empresas basadas en cadenas de bloques, han hecho algún esfuerzo por convertirse en cuánticamente seguras. "La mayoría de las criptomonedas ni siquiera identifican este problema [la computación cuántica] en sus hojas de ruta", dijo el estudio declarado. Si bien es posible que la computación cuántica no amenace actualmente a las plataformas de cadena de bloques, en algún momento se desarrollará lo suficiente como para hacerlo, lo que posiblemente lleve a una disminuir en el uso de criptomonedas.
Definición de blockchain y algoritmos cuánticos
Para aquellos que no están familiarizados con blockchain, el plataforma está diseñado como un libro digital ejecutarse en múltiples máquinas dentro de una red peer-to-peer. Blockchain utiliza generadores de números aleatorios junto con los propios datos (almacenados dentro de bloques) para crear un hash o etiqueta de cada bloque. Cada hash se basa en parte en el hash del bloque anterior, lo que lo hace más difícil de piratear. Si un bloque es pirateado, su hash cambia inmediatamente y la cadena de bloques se rompe. Un hacker tendría que cambiar con éxito todos los hashes siguientes en la cadena, junto con todos los hashes en cada computadora en la red para producir un hackeo exitoso. Esta es una de las razones por las que blockchain es una plataforma digital más segura.
Mark Webber, arquitecto líder de Quantum en Universal Quantum, analiza la computación cuántica y las criptomonedas, así como blockchain (PC Universal Quantum)
Sin embargo, la mayoría de los expertos ven las capacidades de la computación cuántica, específicamente cuántica algoritmos, siendo una amenaza viable para el sistema blockchain. El más amenazante de estos algoritmos son los algoritmos de Shor y Grover. el algoritmo de Shor se estableció a mediados de la década de 1990 como una forma de encontrar factores primos de un número entero dado. "En muchos sentidos, inició el campo con esta emoción de una aplicación combinada con una ventaja exponencial al usar computadoras cuánticas", explicó. Mark Webber, arquitecto cuántico líder en Quantum universal, una empresa enfocada en construir la próxima generación de computadoras cuánticas. Webber estudió las interacciones entre la computación cuántica y blockchain, concretamente en el caso de las criptomonedas. Como muchas comunicaciones encriptadas, como blockchain, usan claves públicas y privadas para algoritmos de canales seguros, como Shor podría amenazar con revelar claves privadas mediante el procesamiento de la clave pública. “Si bien se cree que estas claves son seguras en el mundo clásico, cuando tengamos una computadora cuántica lo suficientemente poderosa, podremos descifrar estas técnicas de encriptación”, agregó Webber.
De manera similar, el algoritmo de Grover puede ser una amenaza para blockchain debido a su capacidad para optimizar las capacidades de búsqueda y encontrar valores importantes entre grandes conjuntos de datos aleatorios. Como un 2022 Forbes El artículo dice: "La diferencia entre los algoritmos de Grover y Shor es que Grover es más una amenaza para el hashing criptográfico y los datos almacenados, mientras que Shor es una amenaza para el canal de comunicación donde residen los datos entre la billetera [criptomoneda] y los nodos de la cadena de bloques". Debido a estos dos algoritmos, muchos expertos predicen que la computación cuántica eventualmente podría amenazar a toda la plataforma de criptomonedas, haciéndola inútil.
Por ahora, hay un retraso en el tiempo, ya que la tecnología cuántica continúa desarrollándose. Y muchas organizaciones y empresas cuánticas están aprovechando este lapso de tiempo para comprender mejor los beneficios y las amenazas de la tecnología cuántica. Como arquitecto cuántico, Webber no solo está trabajando para construir la próxima generación de computadoras cuánticas, sino que también está tratando de comprender la línea de tiempo del impacto cuántico. A menudo pregunta: “¿Qué tan rápido necesitamos resolver este problema para que sea una ventaja cuántica relevante? Para algunos problemas, puede estar feliz de esperar días para recibir su respuesta. Mientras que para algunos casos, como romper algunos aspectos particulares del cifrado, existe una ventana de tiempo de vulnerabilidad. Eso significa que debe resolverlo muy rápidamente, tal vez en menos de 10 minutos, y ese tiempo de ejecución deseado continúa definiendo los requisitos en el hardware cuántico”.
Cuando se trata de encriptación y blockchain, los efectos cuánticos también pueden desempeñar un papel positivo. “Los generadores de números aleatorios para estos métodos de encriptación pueden provenir de un fuente cuántica”, dijo Webber. “Podemos usar una pequeña cantidad de qubits como una fuente de números aleatorios esencialmente verdadera. Ahora no estamos hablando de computadoras cuánticas a gran escala aquí, sino de qubits que se utilizan para fortalecer el grado de encriptación que tenemos”. Sin embargo, estos qubits pueden convertirse en un arma de doble filo, lo que también permite una forma más fácil de piratear un sistema potencial de criptomonedas.
Hackear criptomonedas usando computación cuántica
Muchas criptomonedas, como Bitcoin, usan una técnica llamada curva elíptica (EC) criptografía para garantizar transacciones encriptadas. EC utiliza pares de claves públicas y privadas tanto para el descifrado como para el cifrado. “También tiene su propio elemento de ventana de tiempo”, agregó Webber. “Esto lleva a la pregunta importante: si podemos descifrar estas claves, ¿qué porcentaje de la red Bitcoin sería vulnerable? Otra investigación ha demostrado que hay un cierto porcentaje del total de bitcoins en este momento que sería vulnerable a un ataque lento, y eso es alrededor del 25%". Webber y otros expertos creen que el hardware cuántico requerido para un ataque tan lento todavía está a algunos años de donde estamos ahora, pero las criptomonedas continúan haciendo pocos esfuerzos para probar sus sistemas cuánticamente. “Si no hubo cambios, habrá dos fases de disrupción”, explicó Webber. “El primer 25% más o menos de todo Bitcoin sería vulnerable, y eso sería un gran golpe para la confianza del sistema, pero quizás no completamente catastrófico. Pero la segunda fase, en la que somos capaces de romper el cifrado dentro de un período de tiempo más pequeño, haría que todas las transacciones fueran vulnerables y, en última instancia, sería el fin de Bitcoin".
Se estima que, por ahora, las computadoras cuánticas capaces de romper este estilo de encriptación requieren más de un millón de qubits físicos, lo que está muy lejos de los 100 o más que poseen las organizaciones líderes en la actualidad. Webber explica que esto es lo que impulsa a Universal Quantum: "Siempre nos hemos centrado en la cuestión de la escalabilidad, tomando decisiones de diseño ahora que nos permitirán crecer lo más rápido posible a los tamaños de dispositivo necesarios para una amplia ventaja cuántica".
Webber espera que las empresas de Bitcoin y otras criptomonedas aprovechen el lapso de tiempo para prueba cuántica sus plataformas. Según Webber: “Debería, en teoría, haber tiempo suficiente para que Bitcoin haga ese cambio. Un punto que uno de mis colaboradores menciona son los desafíos con el proceso de gobernanza, que es cómo se obtendría suficiente acuerdo en la comunidad para decir 'está bien, todos deberíamos cambiar, esto es algo que no se debe ignorar'”. el consenso posiblemente necesario, y la capacidad de hacer que la cadena de bloques sea resistente cuánticamente en el desarrollo, se convierte en una carrera contra el tiempo para el futuro de bitcoin y otras criptomonedas.
Pero, como también explica Webber, la computación cuántica no es del todo mala para blockchain, ya que puede brindar soluciones importantes para las finanzas descentralizadas y los bancos autónomos. “Todas las aplicaciones que nos entusiasman para la computación cuántica en las finanzas, muchos de estos problemas también deberán resolverse en las versiones descentralizadas de estos sistemas”, dijo Webber. “Entonces, ¿podría un sistema financiero descentralizado también buscar una computadora cuántica en la nube para resolver ciertos problemas? Posiblemente…"
Kenna Hughes-Castleberry es redactora de Inside Quantum Technology y comunicadora científica en JILA (una asociación entre la Universidad de Colorado Boulder y el NIST). Sus ritmos de escritura incluyen tecnología profunda, metaverso y tecnología cuántica.
